A2O法一體化污水處理設(shè)備
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生物生態(tài)組合工藝是一種針對農(nóng)村地區(qū)不同發(fā)展?fàn)顩r、不同地形條件和不同排水特征而研究開發(fā)的適用于農(nóng)村地區(qū)的污水處理工藝
生物生態(tài)組合工藝流程
1.工藝單元介紹
生物生態(tài)組合工藝由厭氧單元、缺氧單元、多級跌水接觸氧化池、人工濕地四部分構(gòu)成。
(1)厭氧單元
厭氧單元主要包括大深徑比厭氧反應(yīng)器(適用于地下水水位較深、土地資源緊張的地區(qū))以及折板厭氧反應(yīng)器(適合于地下水位高，或單*戶或幾戶農(nóng)居的生活污水就地處理，可在化糞池的基礎(chǔ)上改建)。該單元可有效降低有機負荷，減輕跌水曝氣工序的負擔(dān)，通常水力停留時間約3d，能為除臭創(chuàng)造條件。
(2)缺氧單元
缺氧單元兼顧水量調(diào)節(jié)與反硝化脫氮功能，可以充分保證好氧回流量且具有抗沖擊負荷能力，同時利用消化液的有機物及好氧回流液中的硝酸鹽及溶氧強化除臭脫氮。對于不需要除臭的場合，可取消單元中反硝化脫臭工藝，保留出水氮磷與農(nóng)業(yè)種植。
(3)好氧單元
好氧單元包含多種跌水曝氣充氧裝置、脈沖多層復(fù)合濾料生物濾池、自驅(qū)動生物轉(zhuǎn)盤等。工藝通過跌水、拔風(fēng)、自然通風(fēng)等自然充氧形式，取代傳統(tǒng)大型污水處理廠高能耗的機械、鼓風(fēng)曝氣技術(shù)，有效減低能耗，且具有景觀效應(yīng)。
(4)人工濕地
該單元用經(jīng)濟作物替代傳統(tǒng)濕地植物并優(yōu)化濕地構(gòu)型，在實現(xiàn)氮磷資源化利用的同時還可獲得一定經(jīng)濟效益。
工藝特點
生物生態(tài)組合工藝具有以下特點：
(1)各單元分工明確，運行效果穩(wěn)定，全年出水一般可達到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002)一級A標(biāo)準(zhǔn)(8個月以上)，嚴寒冬季出水優(yōu)于一級B標(biāo)準(zhǔn);
(2)能耗低、造價低、運行成本低，污水處理直接費用不超過0.10元/m3，如利用地形條件，有實現(xiàn)“零”運行費用的潛力;
(3)占地面積小，適用范圍廣泛，可用于平原、丘陵、山地農(nóng)村污水處理;
(4)管理簡單，可通過自動控制實現(xiàn)日常運行管理;
(5)氮磷資源化利用，可產(chǎn)生經(jīng)濟效益，30m3/d的污水處理設(shè)施，可年產(chǎn)沼氣約250m3，采用蔬菜濾床，實現(xiàn)氮磷資源化、每年可產(chǎn)生3000-5000元的經(jīng)濟效益;
(6)污水處理設(shè)施可實現(xiàn)田園化、園林化、景觀化，如構(gòu)建跌水景觀，花卉與蔬菜濕地單元;
(7)排泥量少、污泥穩(wěn)定，可農(nóng)業(yè)利用。
二沉池的設(shè)置
二沉池一般設(shè)置在曝氣池之后、深度處理或排放之前，其作用是泥水分離使經(jīng)過生物處理的混合液澄清，同時對混合液中的污泥進行濃縮。
污水經(jīng)過生物處理后，必須進入二沉池進行泥水分離，澄清后的達標(biāo)處理水才能排放，同時還要為生物處理設(shè)施提供經(jīng)過濃縮的回流污泥或一定量的處理水。如果二沉池設(shè)置得不合理，即使生物處理的效果很好，混合液中溶解性有機物的含量已經(jīng)很少，出水水質(zhì)仍會因混合液在二沉池進行泥水分離的效果不理想而不合格(ss超標(biāo))。如果污泥濃縮效果不好，回流到曝氣池的微生物量就難以保證，曝氣混合液濃度的降低將會導(dǎo)致污水處理效果的下降。
活性污泥的質(zhì)量較輕，容易產(chǎn)生異重流，因此二沉池的大水平流速(平流式、輻流式)或上升流速(豎流式)及溢流堰負荷都應(yīng)低于初沉池。輻流式二沉池采用周邊進水方式可以提高沉淀效果。二沉池具有濃縮污泥的作用，因而污泥區(qū)的容積較大，沉淀時間也比初沉池長。
二沉池的具體型式還與生物處理工藝有關(guān)，比如生物膜法因為其生物污泥沉淀性能較差，所配二沉池的水力負荷就要比活性污泥法略低一些，而池體的有效水深要大一些，有時不得不采用浮選法進行泥水分離。
二沉池的水力負荷一般為0.5 ~ 1.8m3/(m2 ? h)，處理工業(yè)廢水時，活性污泥中有機物比例較大，曝氣池混合液的SVI偏高，與其配套的二沉池宜采用較低的表面水力負荷。為保證污泥能在二沉池得到足夠的濃縮，以便供給曝氣池所需濃度的回流污泥，二沉池的固體表面負荷為150kg/(m2 ? d)。
生物組合處理技術(shù)
生物組合處理技術(shù)是微生物在厭氧或者好氧環(huán)境下利用自身的新陳代謝等生物機能來吸收和分解水中的污染物，將這些污染物轉(zhuǎn)變成無害的物質(zhì)從而實現(xiàn)去除污染的目標(biāo)。在生物組合處理技術(shù)中，通常由好氧單元和厭氧單元所組成，好氧單元主要負責(zé)除去水中的氮磷等有機物質(zhì)，而厭氧單元主要負責(zé)水中有機物的分解和降解，通過兩大單元來對生活污水進行凈化。實際處理過程中，通常是將厭氧單元前置，然后是好氧處理單元，以實現(xiàn)污染物較高的去除率。在這兩個單元的基礎(chǔ)上，很多優(yōu)化裝置和技術(shù)也使該組合處理體系不斷完善和強化。
比如在厭氧反應(yīng)器后加設(shè)曝氣池和曝氣生物濾池，可以使污水中的COD去除率進一步提高。一些光照時間長，陽光充足的農(nóng)村地區(qū)，在厭氧生物濾池的基礎(chǔ)上增設(shè)太陽能曝氣生物濾池，不僅提高了污染物去除率，同時提高了能源的利用率。在一些土地資源緊缺的地區(qū)，將一體化生物濾池設(shè)置成地埋式，借助提升水泵來實現(xiàn)水循環(huán)，采用拔風(fēng)管實現(xiàn)通風(fēng)，避免了土地資源的大量占用，且實現(xiàn)了較好的污水處理效果。在厭氧單元再增設(shè)一個厭氧環(huán)節(jié)，使生物處理工藝變?yōu)閰捬?缺氧-好氧工藝，降低處理負荷，減少剩余污泥的排放量，適用于較大污水處理量，污水處理效率更高。
生態(tài)組合處理技術(shù)
生態(tài)組合處理技術(shù)不僅含有微生物處理技術(shù)，同時還含有土壤處理技術(shù)、植物處理技術(shù)，這些處理技術(shù)共同形成一個小型的生態(tài)處理體系，通過物理作用、化學(xué)作用、生物作用終實現(xiàn)生活污水凈化處理的目標(biāo)。相對于生物組合處理技術(shù)，生態(tài)組合處理技術(shù)不僅可以滿足較好的處理效果，在運維能耗上更低，而且同時還體現(xiàn)出一定的生態(tài)景觀和服務(wù)價值。目前的生態(tài)組合處理技術(shù)主要有兩大類，一類是同類型的生態(tài)處理技術(shù)進行串聯(lián)，另一類不同類型的生態(tài)處理技術(shù)進行串聯(lián)。同類型的生態(tài)處理技術(shù)對于一些水質(zhì)較穩(wěn)定，組分含量變化波動不大的污水較為適宜，處理的針對性較強。
A2O法一體化污水處理設(shè)備而不同類型的生態(tài)處理技術(shù)對污水的適應(yīng)性更廣，但處理的針對性較弱。比如，采用復(fù)合型的垂直流人工濕地，將上下流的濕地串聯(lián)，底部連通，在促進濕地系統(tǒng)分解消化作用的同時，加快濕地自身生態(tài)處理系統(tǒng)的平衡。采用地表流和地下潛流的生態(tài)床組合處理工藝，或者是塔式的復(fù)合型人工濕地，一部分污水進入到表面流人工濕地，另一部分污水進入到潛流人工濕地，提高人工濕地的含氧量和碳含量，可以有效提高污水中氮的去除率。利用浮床技術(shù)，在穩(wěn)定處理塘中構(gòu)建水生動植物的生態(tài)平衡體系，去除生活污水中的多種有害物質(zhì)。針對人工濕地處理技術(shù)容易發(fā)生堵塞的問題，在人工濕地處理單元之間增加預(yù)處理的生態(tài)塘單元，或者增加塔式蚯蚓生態(tài)濾池單元，降低人工濕地單元的處理負荷，使污水的處理效率大大提高。
生物 + 生態(tài)組合處理技術(shù)
生物+生態(tài)組合處理技術(shù)是一種更加系統(tǒng)化，綜合化的生活污水處理技術(shù)，是將生物組合處理技術(shù)和生態(tài)組合處理技術(shù)進行有機結(jié)合，實現(xiàn)綜合性價比更高，處理效果更好的目標(biāo)。在該組合處理技術(shù)的實際應(yīng)用中，通常需要對農(nóng)村的環(huán)境、經(jīng)濟條件、生活污水的量、污水的特征等因素進行調(diào)研，綜合考慮，制定出合理的組合技術(shù)方案。目前，主要的生物+生態(tài)組合處理技術(shù)有兩大類，一類生物組合處理技術(shù)+人工濕地組合處理技術(shù)，另一類是生物組合處理技術(shù)+生態(tài)塘組合處理技術(shù)。比如，厭氧-缺氧-好氧組合處理技術(shù)+人工潛流濕地組合處理技術(shù);太陽能驅(qū)動生物濾塔+人工濕地組合處理技術(shù);水解池-滴濾+人工濕地組合處理技術(shù);生物凈化槽+生態(tài)浮床組合處理技術(shù);生物浮床技術(shù)+生物接觸氧化技術(shù)+河道生態(tài)系統(tǒng)組合處理技術(shù)等等。這些綜合處理技術(shù)在穩(wěn)定性和處理效果上都更顯現(xiàn)出優(yōu)勢。
生物膜法的原理是，生物膜首先吸附附著水層有機物，由好氧層的好氧菌將其分解，再進入?yún)挌鈱舆M行厭氧分解，流動水層則將老化的生物膜沖掉以生長新的生物膜，如此往復(fù)以達到凈化污水的目的。
廢水中微生物沿固體(可稱載體)表面生長的生物處理方法的統(tǒng)稱。因微生物群體沿固體表面生長成粘膜狀，故名。廢水和生物膜接觸時，污染物從水中轉(zhuǎn)移到膜上，從而得到處理。其基本機理見水的生物處理法。
生物膜法的典型流程中的生物器可以是生物濾池、生物轉(zhuǎn)盤、曝氣生物濾池或厭氧生物濾池。前三種用于需氧生物處理過程，后一種用于厭氧過程。早出現(xiàn)的生物膜法生物器是間歇砂濾池和接觸濾池(滿盛碎塊的水池)。它們的運行都是間歇的，過濾-休閑或充水-接觸-放水-休閑，構(gòu)成一個工作周期。它們是污水灌溉的發(fā)展，是以土壤自凈現(xiàn)象為基礎(chǔ)的。接著就出現(xiàn)了連續(xù)運行的生物濾池。新型塑料問世后，又有了新的發(fā)展。
生物膜法生物濾池
生物膜法中常用的一種生物器。使用的生物載體是小塊料(如碎石塊、塑料填料)或塑料型塊，堆放或疊放成濾床，故常稱濾料。與水處理中的一般濾池不同，生物濾池的濾床暴露在空氣中,廢水灑到濾床上。布水器有多種形式，有固定式的,有移動式的。回轉(zhuǎn)式布水器使用廣。它以兩根或多根對稱布置的水平穿孔管為主體，能繞池心旋轉(zhuǎn)。穿孔管貼近濾床表面,水從孔中流出。布水器的工作是連續(xù)的，但對局部床面的施水是間歇的，這承繼了污水灌溉間歇灌水的概念。濾床的下面有用磚或特制陶塊、混凝土塊鋪成的集水層。再下面是池底。集水層和池外相通，既排水又通風(fēng)。工作時,廢水沿載體表面從上向下流過濾床，和生長在載體表面上的大量微生物和附著水密切接觸進行物質(zhì)交換。污染物進入生物膜，代謝產(chǎn)物進入水流。出水并帶有剝落的生物膜碎屑，需用沉淀池分離。生物膜所需要的溶解氧直接或通過水流從空氣中取得。在普通生物濾池中，生物粘膜層較厚，貼近載體的部分常處在無氧狀態(tài)。
濾床的深度和濾率、濾料有關(guān)。碎石濾床的深度在一個相當(dāng)長的時間內(nèi)大多采用1.8～2米左右。深度如果提高,濾床表層容易堵塞積水。濾率在1～4左右，如果提高床面也容易積水。首先突破的是濾率的提高。水力負荷率(即濾率)提高到8～10以上時，水流的沖刷作用使生物膜不致堵塞濾床，而且有機物負荷率，可從0.2左右提高到1以上。為了滿足水力負荷率的要求,來水常用回流稀釋。為了穩(wěn)定處理效率，可采用兩級串聯(lián)。這種流程革新、負荷率提高、構(gòu)造不變的生物濾池稱高負荷率生物濾池。繼而發(fā)現(xiàn)，濾床深度從2米左右提高到8米以上時，通風(fēng)改善，即使水力負荷率提高，濾床也不再堵塞，濾池工作良好，同時有機物負荷率也可以提高到1左右。
